Аукціон ідей

  • thumb_r916i52u26v.jpg

    Пристрій для читання та переробки сигналу з IMU на основі мікроконтролера

    Рік: 2012
    Наукове відділення: Електроніка та приладобудування

    Карпенко Дмитро Олександрович,
    учень 11 класу загальноосвітньої школи І–ІІІ ст. № 304 м. Києва

    Актуальність роботи. Нині безпілотні літальні апарати широко використовуються в різних галузях господарства, наукових експериментах і війську. Автор пропонує використовувати безпілотний літальний апарат (БПЛА) для креативної реклами у повітрі.

    Запропонована наукова робота є актуальною, адже після появи літальних апаратів квадрокоптерів, які мають чотири гвинти, виникає проблема програмного керування і стабілізації БПЛА. Ці проблеми розв’язуватиме запропонована автором програма.

    Мета роботи:

    • реалізувати метод інерціальної навігації БПЛА;
    • розробити на основі мікроконтролера програму для зчитування й опрацювання сигналу з IMU;
    • з’ясувати, які проблеми виникають під час роботи, і зрозуміти, як їх розв’язувати;
    • навчитися керувати літальним апаратом за допомогою розробленої програми;
    • створити плату для живлення IMU, перевірити, чи може квадрокоптер літати з рекламним банером;
    • визначити, якими способами прочитати і змінити інформацію з IMU;
    • розробити алгоритм, який автоматизує читання й опрацювання сигналу з IMU;
    • визначити, які труднощі виникають при зчитуванні й зміні даних;
    • розв’язати проблему при різних швидкостях передачі та зчитування даних (пристрою та IMU);
    • використати програму для читання з IMU на практиці

    Гіпотеза: використавши методи інерціальної навігації й автоматного програмування, можна створити модель пристрою, який за допомогою мікроконтролера і розробленої програми опрацьовує сигнали керування кермом БПЛА. Надалі, інтегрувавши їх, можна визначати швидкість, координати й інші параметри руху об’єкта.

    Перевірка можливості зчитування даних і опрацювання отриманих значень. Перевірено використання БПЛА для реклами у повітрі, яка привертає увагу людей своєю креативністю.

    Висновок. У результаті досліджень двигуна і перевірки його характеристик на стенді обрано двигун, який відповідає поставленим вимогам до потужності, кількості обертів і живлення.

    Живлення для двигуна вибрано з урахуванням ваги апарата. Вибравши живлення та гвинт, автор випробував двигун.

    Отримано графіки пари двигун – гвинт. Після перевірки їхніх характеристики на стенді дібрано пару, яка відповідає вимогам до тяги двигуна, кількості обертів і живлення. Проте всі ці параметри перевірено на стенді для точного визначення характеристик двигуна. Дібрана тяга, потрібна для здійснення зльоту.

    Реалізовано метод інерціальної навігації у БПЛА, створено плату для навігаційного пристрою і зчитування та зміни сигналу з IMU за допомогою мікроконтролера «Arduino». На основі мікроконтролера розроблено програму для читання й опрацювання сигналу з IMU. Проведено пробні запуски БПЛА у повітря.

    Науково-практичне застосування. Розроблено методику спрощеного розрахунку вузлів БПЛА без використання диференціальних рівнянь, що дало змогу отримати приблизний економічний ефект 4000 грн; створено стенд для знімання робочих характеристик двигуна з гвинтом; розроблено програму для отримання навігаційних даних.

    Запропонований апарат використовується для польотів до важкодоступних місць і для реклами.

    Подальші плани. Описаний БПЛА може використовуватись як патрульний робот, який стежитиме за правопорядком у місті, однак автор покладає надії, що БПЛА слугуватиме як повітряний рекламний агент. Теоретично, як літальний апарат використовуватиметься квадрокоптер, до якого прикріплюватиметься банер рекламодавця, камера для спостереження за польотом і парашут, що в разі непередбаченої зупинки або зіткнення розкриється і зведе збитки до мінімуму, а також інше дрібне устаткування.

    Нині реклама спричиняє в людей дуже негативну реакцію. Запропонований рекламний хід буде креативним і приверне увагу клієнтів до рекламованого продукту. На думку автора, такий повітряний промоутер зацікавить майже 100% людей.

Адреси розташування веб-сайтів:

Волинське територіальне відділення МАН

Рівненське територіальне відділення МАН

Житомирське територіальне відділення МАН

Київське обласне територіальне відділення МАН

Київське територіальне відділення МАН

Чернігівське територіальне відділення МАН

Сумське територіальне відділення МАН

Львівське територіальне відділення МАН

Тернопільске територіальне відділення МАН

Хмельницьке територіальне відділення МАН

Вінницьке територіальне відділення МАН

Черкаське територіальне відділення МАН

Полтавське територіальне відділення МАН

Харківське територіальне відділення МАН

Луганське територіальне відділення МАН

Закарпатське територіальне відділення МАН

Івано-Франківське територіальне відділення МАН

Чернівецьке територіальне відділення МАН

Кіровоградське територіальне відділення МАН

Дніпропетровське територіальне відділення МАН

Донецьке територіальне відділення МАН

Одеське територіальне відділення МАН

Миколаївське територіальне відділення МАН

Херсонське територіальне відділення МАН

Запорізьке територіальне відділення МАН

Кримське територіальне відділення МАН

Севастопольське територіальне відділення МАН

Севастопольське територіальне відділення МАН Київське територіальне відділення МАН Івано-Франківське територіальне відділення МАН